提高钻孔灌注桩Ⅰ类桩率.docx
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提高钻孔灌注桩Ⅰ类桩率
杭州地铁5号线一期工程五常车辆段Ⅰ标段QC成果发布
提高钻孔灌注桩Ⅰ类桩率
成果发布人：
范俊靓
2017年12月
提高钻孔灌注桩Ⅰ类桩率
宏润建设集团股份有限公司
杭州地铁5号线一期工程五常车辆段Ⅰ标段QC小组
一、工程概况
1、工程地理位置
杭州地铁5号线工程五常车辆段设于余杭区五常街道范围，段址西侧为规划荆长大道，南侧为在建海曙路，东侧为绕城高速，北侧为规划道路及余杭塘河。
本工程为杭州地铁5号线一期工程五常车辆段Ⅰ标段，位于车辆段的西侧。
图1五常车辆段Ⅰ标地理位置图
2、工程规模
五常车辆段Ⅰ标段工程位于五常车辆段红线用地范围上盖开发区域内，占地面积约11.5公顷，建筑面积约3.85万平方米（不含上盖平台面积），上盖面积约20万平方米（两/三层平台）。
本工程结构类型主要为框架结构，基础为钻孔灌注桩基础（直径800和1000mm），房建分界为轴号J-1、J-2，L-1处变形缝以西区域，站场土石方及地基加固分界为站场基线JDK0+397.352以西区域，主要包括轨道路基及道路工程、室外建筑环境及房屋建筑工程。
图2施工总平面图
3、桩基工程情况
本工程设计有Φ800和Φ1000两种直径的钻孔灌注桩，根据所受荷载不同划分三种类型，分别为ZH80A（Φ800，有效桩长41m）、ZH80B（Φ800，有效桩长50m）及ZH100（Φ1000，有效桩长50m）。
二、小组概况
本QC小组成立于2017年7月，小组成员13人，活动时间2017年7月25日～2017年12月20日。
小组名称
杭州地铁5号线五常车辆段Ⅰ标段QC小组
课题类型
现场型
课题名称
提高钻孔灌注桩Ⅰ类桩率
课题注册号
HR2017-09
活动时间
2017.7.25～2017.12.20
小组成员
13人
活动次数
21次
小组成员
成员
姓名
性别
职务
组内分工
接受QC培训时间
组长
陈光
男
项目经理
全面负责
36h
副组长
闻剑
男
项目总工
技术负责
36h
组员
邓晓虎
男
项目副经理
实施负责
36h
组员
奚根良
男
测量负责
数据分析
36h
组员
吴碧波
男
施工负责
方案实施
36h
组员
董兆基
男
安全负责
方案实施
36h
组员
王存世
男
质量负责
方案实施
36h
组员
范俊靓
男
技术员
方案实施
36h
组员
王康
男
质量员
方案实施
36h
组员
顾乾树
男
施工员
方案实施
36h
组员
张钱
女
资料负责
数据统计
36h
组员
管智福
男
班组长
方案实施
36h
组员
郑鑫鑫
男
班组长
方案实施
36h
三、选题理由
（1）工程体量大，钻孔灌注桩数量多，共计3227根桩。
争创“钱江杯”，要求钻孔灌注桩Ⅰ类桩达95%以上。
（2）检测已完成的440根桩，Ⅰ类桩406根，Ⅱ类桩34根，Ⅰ类桩率为92.3%。
图3灌注桩现状对比柱状图
制图人：
闻剑制表时间：
2017年7月25日
选择课题：
提高灌注桩Ⅰ类桩率。
四、现状调查
QC小组成立之后，项目领导高度重视，积极组织小组成员对已施工完成的钻孔灌注桩施工整体情况进行了调查，将出现的影响钻孔灌注桩成桩质量的问题进行了统计，本次共检测了最新开始的三个区块440根桩，检测结果显示Ⅰ类桩406根，Ⅱ类桩34根，Ⅰ类桩率92.3%。
对于各类质量缺陷统计如下：
表1钻孔灌注桩Ⅱ类桩缺陷调查统计表
序号
二类桩成因
频数（根）
频率（%）
累计频率（%）
1
缩径
15
44.1%
44.1%
2
夹泥
12
35.3%
79.4%
3
离析
3
8.8%
88.2%
4
裂纹
3
8.8%
97%
5
沉渣偏大
1
3.0%
100%
6
合计
34
100%
制表人：
闻剑制表时间：
2017年7月25日
图4Ⅱ类桩缺陷饼分图
制图人：
闻剑制表时间：
2017年7月25日
调查结果：
从调查统计表和饼分图可以明显得看出，二类桩的主要成因是“缩径”、“夹泥”，其累计频率已达到79.4%，是影响钻孔桩不能达到Ⅰ类桩的主要问题，是QC小组需主要解决的问题。
小组经过多次讨论认为，钻孔灌注桩施工工艺成熟，出现“缩径”、“夹泥”、等缺陷问题而被判定为Ⅱ类桩主要是由于施工过程中对人员、机械的控制不到位，而非专业技术问题，因此存在将主要问题解决的可能性，但考虑到施工中其他因素的影响，小组认为可以解决主要问题的70%，那么通过计算得知，钻孔灌注桩被判定为Ⅱ类桩的主要缺陷率可以降低到：
（38-27×70%）÷440=0.043×100%＝4.3%，则钻孔桩Ⅰ类桩率可以达到95.7%。
五、设定目标
根据现状调查和目标设定依据分析，我们小组成员进行分析、讨论，综合考虑，最终确定了本次QC小组活动的目标：
钻孔灌注桩Ⅰ类桩率≥95.7%。
图5目标柱状图
制图人：
闻剑日期：
2016年7月26日
六、原因分析
为找出钻孔灌注桩出现“缩径”、“夹泥”等Ⅱ类桩缺陷的原因，项目部QC小组于2017年7月28日在项目部会议室召开原因分析会，并邀请业主、监理单位、勘察院、设计院及现场施工班组负责人参加，通过从人员、设备、材料、环境及工艺等五个方面进行分析。
图6原因分析关联图
制图人：
闻剑制图时间：
2016年7月28日
七、要因确认
确认一
技术交底不到位
确认方法
调查分析
确认依据
施工人员全部进行技术交底，且交底内容完备
标准确认
2017年8月2日，小组成员范俊靓根据项目部安全科登记到场人员，对钻孔灌注桩技术交底进行查看，所有钻孔灌注桩施工人员已全部进行技术交底，对各道工序注意事项交底到位。
影响程度
对比现场施工人员操作与技术交底内容，施工人员完全按照技术交底的步骤及要点进行施工，因此对灌注桩的缺陷没有影响。
确认人
范俊靓
确认时间
2017.8.2
结论
非要因
确认二
未制定培训计划
确认方法
调查分析
确认依据
有完备的培训计划，且施工人员均进行相关培训
标准确认
制定工人的进场教育和特殊作业人员的培训计划。
查看相关作业人员的进场教育及培训资料，所有人员均进行教育培训，且通过考核。
施工人员均持证上岗。
影响程度
由于施工人员均进行相关教育，且严格遵守施工技术要求，操作熟练，因此对灌注桩的缺陷没有影响。
确认人
吴碧波
确认时间
2017.8.5
结论
非要因
确认三
钻机类型不合适
确认方法
现场测量
确认依据
该类型钻机适用于本工程施工
标准确认
2017年8月5日，小组成员邓晓虎召集主要管理人员及班组长进行施工探讨，根据小组成员及班组长查阅相关资料，该类型钻机施工工艺成熟，普遍适用于本地区及本工程地质，满足本工程施工要求。
本工程直径800mm的桩所用钻头直径为760mm，直径1000mm的桩所用钻头直径为960mm。
根据现场反馈，相对应直径的钢筋笼均能顺利下放，同时通过统计混凝土充盈系数，发现满足设计及规范要求，判断钻头直径满足本工程成桩要求。
影响程度
所选钻机的适用性在本工程及其他本地其他工程都得到了验证，施工工艺也比较成熟，因此对灌注桩施工没有产生影响。
确认人
邓晓虎
确认时间
2017.8.5
结论
非要因
确认四
泥浆比重调整不及时
确认方法
现场试验
确认依据
泥浆比重1.1~1.2之间，含砂率＜8%
标准确认
根据施工工艺，本工程所用钻机采用原状土自然造浆。
2017年8月1日，小组成员王康对现场制备泥浆进行现场验证，经抽取多个泥浆池泥浆比重为1.12～1.15，含砂率5%～6%，满足施工方案及规范要求。
泥浆比重及含砂率测试
影响程度
泥浆比重严格按照规范要求的比重进行调整，现场测试也没有对施工造成影响，因此对灌注桩缺陷没有影响。
确认人
顾乾树
确认时间
2017.8.1
结论
非要因
确认五
供货商运输时间长
确认方法
调查分析
确认依据
混凝土罐车到场间隔时间不超过30min
标准确认
本工程桩基混凝土主要由杭州力澳商品混凝土有限公司供应，该厂家日均商品砼生产能力3500m3，运距12km，运送时间约30～35分钟。
2017年8月10日，由小组成员中的钻孔灌注桩班组长郑鑫鑫对混凝土供应情况进行调查，发现正常情况下混凝土供应十分及时，灌注作业均能连续，偶有特殊情况混凝土罐车到场间隔15～20min，能较好的满足本工程灌注需求。
影响程度
混凝土供货间隔时间在控制范围内，混凝土质量也达到要求，没有对施工造成影响。
确认人
郑鑫鑫
确认时间
2017.8.10
结论
非要因
确认六
交接班执行有误
确认方法
调查分析
确认依据
交接班制度实施良好，作业连续
标准确认
2017年8月5日，由小组成员中的钻孔灌注桩班组长管智福对施工人员交接班制度执行情况进行全面调查，调查发现所有桩基施工人员在钻机机长的安排下均能很好地执行交接班制度，做好成桩的连续性作业，特别是清孔完成后的水下混凝土灌注施工。
影响程度
施工人员的交接班时间连续，施工没有出现间断，成桩过程比较顺利，没有对施工质量造成影响。
确认人
管智福
确认时间
2017.8.5
结论
非要因
确认七
护筒回填夯实次数不够
确认方法
现场试验
确认依据
护筒周边回填不密实
标准确认
2017年8月5日，小组成员邓晓虎对现场护筒回填密实情况进行现场验证，发现护筒周边粘土回填时均采用挖机进行简单压实，夯实次数不足导致护筒周边回填不密实。
影响程度
钻井过程中，由于钻机的抖动及钻杆的晃动，护筒很容易发生偏斜及下沉，严重的甚至存在护筒跟着晃动现象，导致钻杆经常碰撞护筒加剧对上部淤泥质土层的冲击，加大塌孔概率导致缩径。
确认人
邓晓虎
确认时间
2017.8.5
结论
要因
确认八
沉渣厚度大
确认方法
现场测量
确认依据
沉渣厚度≤5cm
标准确认
2017年8月5日，小组成员顾乾树对清孔时间及沉渣厚度进行现场验证。
发现清渣工作均能在一清、二清的常规时间内完成，桩底沉渣厚度满足≤5cm要求。
沉渣厚度测试满足≤5cm
影响程度
因为沉渣的厚度较小，清渣的时间较短，对地层塌孔没有造成实质的影响。
确认人
顾乾树
确认时间
2017.8.5
结论
非要因
确认九
护筒高度不够
确认方法
现场测量
确认依据
护筒高度满足埋入稳定土层的要求
标准确认
本工程上部淤泥质土层较厚，平均厚度2.5～3m，护筒高度不足以埋入下部粘性土层中。
影响程度
2017年8月5日，小组成员奚根良调查发现，由于护筒高度不够，成桩过程中钻头的反复振动，上部淤泥质土层极易引起塌孔导致缩径，护筒也时常发生偏斜。
混凝土灌注过程中由于到了上部混凝土翻浆压力降低，塌孔现象也极易造成桩头夹泥。
确认人
奚根良
确认时间
2017.8.5
结论
要因
确认十
大型机械来回走动
确认方法
现场测量
确认依据
成桩过程中无大型机械来回走动
标准确认
2017年8月5日，由小组成员中的钻孔灌注桩班组长管智福对成桩过程中大型机械影响情况进行验证。
钻孔灌注桩施工过程中需使用的大型机械一般仅为挖掘机，用于成桩前场地平整、护筒埋设及成桩后钻机移位等。
成桩过程中无需频繁来回走动现象，对于钻孔桩施工过程中的影响十分有限。
影响程度
大型机械的移动，容易造成桩基周围土体的松动、塌陷，而根据工程的实际情况，除了挖掘机的使用，无其他大型机械作业，且挖掘机无需频繁移位。
根据现场的实测，挖掘机的作业并未对桩基造成影响。
确认人
管智福
确认时间
2017.8.5
结论
非要因
确认十一
混凝土坍落度不达标
确认方法
现场试验
确认依据
水下混凝土坍落度为200±20
标准确认
2017年8月5日，小组成员王存世对进场混凝土坍落度进行现场测试，由于商混站控制严格且运距较近，进场混凝土坍落度几乎均能控制在200±20范围，偶有进场坍落度不达标现场管理人员均能严格执行项目部要求对其实施返厂处理。
混凝土坍落度测试满足200±20
影响程度
混凝土坍落度能达到施工要求，不会对桩基造成影响。
确认人
王存世
确认时间
2017.8.5
结论
非要因
确认十二
灌注时间过长
确认方法
现场试验
确认依据
根据不同桩型混凝土灌注时间控制在1.5~3h
标准确认
2017年8月5日，小组成员王康对钻孔桩混凝土灌注时间进行现场验证，发现直径800桩（41m）灌桩均能在1.5～2h内完成，直径800桩（50m）灌桩均能在2～2.5h内完成，直径1000桩（50m）灌桩均能在2.5～3h内完成，灌注时间符合常规标准，灌注过程无上一批混凝土初凝现象。
影响程度
根据桩型的不同，严格控制灌注时间，保证灌注过程无上一批初凝现象，确保混凝土灌注质量，未因灌注时间产生夹泥情况。
确认人
王康
确认时间
2017.8.5
结论
非要因
确认十三
导管一次拔管过大
确认方法
现场测量
确认依据
导管埋置深度控制在2~6m
标准确认
2017年8月5日，小组成员奚根良对现场钻孔桩灌注过程中的拔管程序及一次拔管长度进行现场验证。
发现钻机机长均具有丰富的施工经验，能根据混凝土上升高度严格实施一次拔管长度，确保导管埋置深度控制3～5m。
影响程度
根据测试，只要导管埋置深度控制在2~6m，就不会产生夹泥缺陷，现场测试表明，我们能将这一数据控制在3~5m，因此不会因为埋置深度不够而产生缺陷。
确认人
奚根良
确认时间
2017.8.5
结论
非要因
确认十四
导管密封性不好
确认方法
现场测量
确认依据
导管无漏水
标准确认
根据项目部要求，钻孔灌注桩施工用导管进场时均已进行水密性试验，2017年8月5日，小组成员范俊靓重新组织对场地上所用导管进行水密性试验，将导管在地面上平整对接并将两端封闭后，安装水管向导管内注水，注水至管道另一端出水时停止，保证导管内冲水达70%～80%以上，然后与气泵连接试验压力，本工程钻孔灌注桩最大桩长50m及试验压力计算公式，控制压力为0.8Mpa。
检验结果导管无漏水、漏气现象。
导管水密性试验
影响程度
导管水密性好，不会因此出现夹泥现象。
确认人
范俊靓
确认时间
2017.8.5
结论
非要因
确认十五
初灌量计算错误
确认方法
调查分析
确认依据
初灌量满足导管一次埋入混凝土灌注面以下≥0.8m
标准确认
2017年8月5日，小组成员范俊靓对现场初灌工作及初灌量进行调查分析，发现各钻机均能在保证有足够的混凝土储备量才实施初灌工作，而后混凝土灌注连续，初灌量满足要求既认为混凝土初灌量满足导管一次埋入混凝土灌注面以下≥0.8m。
影响程度
根据钻孔桩施工工艺，清孔以后灌注以前，在孔底会有一定量的泥浆沉淀，混凝土初灌量是为了保证灌入的混凝土能使导管埋置深度大于等于规范要求的0.8m，从而保证整根桩混凝土的连续性，这样在整根桩之间就不会出现泥浆夹层。
根据出灌量计算公式，V≥0.25πd2h1+0.25πD2hkh2
h1——导管内砼柱与管外泥浆柱压力平衡所需高度
h1=（h-h2）rw/rc
h——桩孔深度
h2——初灌砼下落后，导管外砼面高度，取1.3
rw——泥浆密度，取1.2；rc——砼密度，取2.3
d——导管内径，取0.25
k——充盈系数，取本工程设计要求的1.1
D——桩孔直径
计算得各桩型初灌量为ZH80A=1.76m3，ZH80B=1.99m3，ZH100=2.40m3
确认人
范俊靓
确认时间
2017.8.5
结论
非要因
针对以上15条末端因素逐一确认，确定了2个要因：
1、护筒高度不够；
2、护筒周边回填夯实次数不够。
八、制定对策
表2对策表
序号
要因
对策
目标
措施
负责人
完成时间
1
护筒高度不够
加高护筒高度
使护筒高度埋入下部粘性土层中
将护筒高度由1m，加高至2.5m，确保护筒穿透淤泥质土层
吴碧波
管智福
郑鑫鑫
2017.8.15
～
2017.11.10
2
护筒周边回填夯实次数不够
增加护筒周边回填土夯实次数
成桩过程中护筒不位移、不偏斜、不晃动
1、护筒周边采用较好的粘土回填；
2、护筒周边回填采用挖机反复压实；
顾乾树
管智福
郑鑫鑫
2017.8.15
～
2017.11.10
制表人：
闻剑日期：
2017年8月12日
九、对策实施
实施一：
加高护筒高度，确保埋入下部粘性土层中
我小组依据原因分析结果对钻孔灌注桩的施工工艺进行分析，根据地质勘察报告，淤泥质土层位于地表附近，可增加钢护筒高度贯通淤泥质土层，代替泥浆护壁，形成良好护壁的同时减少淤泥质土层的冲刷，从而降低发生塌孔概率，减少“缩径”、“夹泥”等质量缺陷。
因此将护筒高度由1m加高为2.5m。
实施验证：
实施后，护筒偏斜情况大大降低，提高了钻进效率，也减少了塌孔情况的发生。
实施二：
增加护筒周边回填土夯实次数，增强护筒稳固程度
1、护筒埋设后采用较好粘土进行回填，回填采用分层压实；
2、填压密实后，用挖机再行夯实，确保护筒稳固。
实施验证：
实施后，护筒在成桩过程中护筒不位移、不偏斜、不晃动，提高了钻进效率，也减少了塌孔情况的发生。
十、效果检查
1、目标检查
通过QC小组的多次活动，认真组织实施对策，抽取实施阶段的999根桩进行桩基检测，检测结果显示Ⅰ类桩974根，Ⅱ类桩25根，Ⅰ类桩率97.5%。
加上QC活动实施前共检测桩基1439根，其中Ⅰ类桩1380根，Ⅱ类桩59根，Ⅰ类桩率95.9%。
活动后各类质量缺陷统计如下：
表3活动后钻孔灌注桩Ⅱ类桩缺陷调查统计表
序号
二类桩成因
频数（根）
频率（%）
累计频率（%）
1
离析
8
32.0
32.0
2
裂纹
7
28.0
60.0
3
夹泥
5
20.0
80.0
4
缩径
3
12.0
92.0
5
沉渣偏大
2
8.0
100.0
6
合计
25
制表人：
闻剑制表时间：
2017年12月15日
图7活动前后Ⅱ类桩缺陷对比图
制图人：
闻剑制表时间：
2017年12月15日
对比实施前后Ⅱ类桩缺陷对比图可知，“缩径”、“夹泥”已从实施前的主要问题转化为非主要问题了，说明QC小组活动的改进措施有效，取得了较好的改善。
图8目标柱状图
制图人：
闻剑日期：
2017年12月15日
由此看来，钻孔灌注桩Ⅰ类桩率达到了95.9%，高于活动目标值的95.7%，达到了活动的预期目标。
2、效益检查
经济效益：
QC小组活动实施后，解决了护筒偏斜、塌孔等问题，大大提高了成桩效率，由活动前的1根/2天（按50m桩型计算），缩短至了1根/1.7天，节约了设备占用600元/天。
活动前实施桩基施工440根，本工程桩基总数3227根，本次QC活动预计可为项目部节约成本为：
600×（3227-440）=1672200元。
社会效益：
QC小组活动实施后，“缩径”、“夹泥”造成的Ⅱ类桩数量明显较少，大大提高了钻孔桩Ⅰ类桩率，桩身质量得到了有效保证，为后续上盖物业开发奠定了良好的基础，受到了建设、监理单位及主管部门的认可，提高了公司的声誉。
十一、制订巩固措施
为巩固和推广QC小组活动成果，小组成员对本次活动中的对策措施进行了归纳和总结，并形成以下巩固措施：
1、针对改进的施工工艺，对原有施工方案和技术交底进行了修订。
2、本小组编制的《钻孔灌注桩施工技术措施》、《钻孔灌注桩质量控制奖罚细则》，经项目部及分公司领导审批后予以在公司内推广。
十二、总结及下一步打算
1、总结
QC小组通过开展提高钻孔灌注桩Ⅰ类桩率的一系列活动，小组成员在质量意识、个人能力、技术水平、团队协作精神、工作热情和QC知识上均有较大的提高，为今后的继续开展QC小组活动打下了坚实的基础。
活动结束后对上述方面进行了自我评价，对比活动前后的各方面能力，并作出雷达图如下：
序号
评价项目
自我评价
活动前
活动后
1
质量意识
3
5
2
个人能力
3
4
3
技术水平
3
4
4
团队协作精神
4
5
5
工作热情
3
4
6
QC知识
2
4.5
图9雷达图
制图人：
张钱日期：
2017年12月20日
2、下一步打算
通过QC小组活动，我们成功地提高了钻孔灌注桩Ⅰ类桩率，确保了桩身质量，进一步保障了上盖开发的安全可靠性。
通过此次活动，我们深刻地认识到开展QC活动的重要性和必要性，在今后的工作中我们将继续开展QC活动，不断提高工程施工质量。
我们QC小组下一步将以“保障高大支模架安全，减少高支模沉降”作为下一个QC小组课题。
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